1.2. CAMBIOS DE ESTADO DE AGREGACIÓN física materia

1.2. CAMBIOS DE ESTADO DE AGREGACIÓN
En física y química se denomina cambio de estado a la evolución de la
materia entre varios estados de agregación sin que ocurra un cambio en su
composición. Los tres estados básicos son el sólido, el líquido y el gaseoso.
La siguiente tabla indica cómo se denominan los cambios de estado.
Inicial\
Final
Sólido
Sólido
Líquido
Gas
Líquido
fusión
solidificación
sublimación inversa o condensación y
regresiva
licuefacción
Gas
Sublimación o
sublimación progresiva
evaporación y ebullición
También se puede ver claramente con el siguiente gráfico.
Los dos parámetros de los que depende que una sustancia o mezcla se
encuentre en un estado o en otro son temperatura y presión. La temperatura es
una medida de la energía cinética de las moléculas y átomos de un cuerpo. Un
aumento de temperatura o una reducción de la presión favorecen la fusión, la
evaporación y la sublimación, mientras que un descenso de temperatura o un
aumento de presión favorecen los cambios opuestos.
Límites
4.500 ºC — No hay sólidos.
6.000 °C — No hay líquidos (solo gases).
10.000 °C — Sólo plasma.
FUSIÓN Y SOLIDIFICACIÓN
FUSIÓN es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa del estado
SÓLIDO al LÍQUIDO, por aumento de la temperatura. La temperatura a la cual
sucede dicho cambio se la llama PUNTO DE FUSIÓN.
SOLIDIFICACIÓN es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa
del estado LÍQUIDO al SÓLIDO, por disminución de la temperatura.
QUÉ CAMBIOS OBSERVAMOS EN UNA VELA
Al encender una vela vemos que la cera cercana a la llama comienza a derretirse
(se vuelve líquida, se funde, o sea ha alcanzado el PUNTO DE FUSIÓN).
Cuando la cera líquida se aleja de la llama de la vela disminuye su temperatura y
vuelve al estado sólido, se solidifica, o sea ha alcanzado el PUNTO DE
SOLIDIFICACIÓN
También podemos observar el fenómeno de fusión cuando se derrite el HIELO, un
HELADO.
El ejemplo más claro de SOLIDIFICACIÓN lo observamos cuando colocamos
AGUA en el congelador, y la misma pasa del estado LÍQUIDO al SÓLIDO.
VOLATILIZACIÓN Y SUBLIMACIÓN
VOLATILIZACIÓN es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa
del estado SÓLIDO al GASEOSO, por aumento de la temperatura, sin pasar por el
estado líquido intermedio.
SUBLIMACIÓN es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa del
estado GASEOSO al SÓLIDO, por disminución de la temperatura, sin pasar por el
estado líquido intermedio.
VOLATILIZACIÓN - SUBLIMACIÓN
Sólo algunas sustancias pueden pasar del estado SÓLIDO al GASEOSO y
del GASEOSO al SÓLIDO, sin pasar por el estado líquido intermedio.
Comercialmente esta propiedad es aprovechada en la NAFTALINA, que
tiene facilidad para pasar del estado SÓLIDO al estado de VAPOR.
Calentamos en un vaso de precipitados el IODO SÓLIDO, veremos que se
transforma en VAPOR, sin pasar por el estado LÍQUIDO, este proceso se llama
VOLATILIZACIÓN.
Este vaso de precipitados lo tapamos con una superficie fría, en este caso un
balón al que le agregamos agua, para evitar que el vapor de iodo eleve
peligrosamente su temperatura.
El VAPOR de IODO chocará con el fondo del balón, y la rápida disminución de la
temperatura hará que el IODO vuelva al estado SÓLIDO en la forma de pequeños
cristales, que podremos observar si levantamos, como se muestra a la izquierda,
el balón
EBULLICIÓN Y VAPORIZACIÓN
EBULLICIÓN es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa del
estado LÍQUIDO al estado de VAPOR. Para que ello ocurra debe aumentar la
temperatura en toda la masa del líquido.
A la temperatura durante la cual se dice que un determinado líquido hierve se la
llama PUNTO DE EBULLICIÓN.
Cuando se realiza una destilación, para separar dos o más líquidos de diferente
punto de ebullición, la temperatura permanece constante en el punto de ebullición
de cada uno de los líquidos que se desea separar de la mezcla.
CUANDO HERVIMOS AGUA EN UNA OLLA
Al calentar agua en una cacerola la temperatura de toda su masa empieza a
aumentar, observamos al cabo de un tiempo que en la superficie hay burbujas y
desprendimiento de vapor, entonces toda la masa de agua cambia de estado, se
ha alcanzado el PUNTO DE EBULLICIÓN.
EVAPORACIÓN es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa
del estado LÍQUIDO al estado de VAPOR. La diferencia con el anterior es que en
la EVAPORACIÓN el cambio de estado ocurre solamente en la superficie del
líquido.
CUANDO SERVIMOS UN CAFÉ o TÉ
El líquido (café o té) que se encuentra en la superficie pasa al estado de vapor, se
EVAPORA.
La EVAPORACIÓN se produce por aumento de la temperatura en la superficie del
líquido como en los ejemplos citados. Otro ejemplo similar podría ser el agua de
mar, que en su superficie pasa al estado de vapor.
Este fenómeno también puede ocurrir por acción del viento, facilitando que se
seque la ropa. Si no existiera no usaríamos perfumes o colonias, no podríamos
percibir el olor de las comidas con facilidad.
LICUEFACCIÓN
LICUACIÓN Y CONDENSACIÓN
LICUACIÓN es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa del
estado GASEOSO al LÍQUIDO, por aumento de presión.
EL GAS ENVASADO
Cuando compramos un encendedor a gas, o una garrafa, el gas contenido dentro
de cualquiera de ellos se encuentra en estado líquido. Para que el gas pueda
envasarse en estado líquido debió ser sometido a presión, mediante el proceso
denominado LICUACIÓN.
CONDENSACIÓN es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa
del estado de VAPOR al LÍQUIDO, por disminución de la temperatura.
EL VAPOR CHOCA CON UNA SUPERFICIE FRÍA
El vapor al chocar con una superficie más fría, disminuye su temperatura, y vuelve
al estado líquido original, este proceso se llama CONDENSACIÓN.
Esto podemos observarlo cuando el vapor de agua para preparar pastas choca
contra la tapa de la cacerola, donde formará pequeñas gotas que cubren la tapa;
cuando en un baño cerrado nos bañamos con agua caliente, el vapor de agua
choca contra los azulejos, los espejos, que son superficies frías, formando
pequeñas gotitas de agua que cubren azulejos y espejos.